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从继电器到PLC:逻辑控制的演化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-1 继电器图1-2 PLC与继电器梯形图是实现顺序控制逻辑的专用设计工具,用它来描述的控制逻辑非常直观易懂。由此看来,梯形图工具使得输入和输出的逻辑关系更加简便、开发效率高、对电路设计者的要求很低。假如这个梯形图不是固定的,是可以随意进行修改的,并通过存储器来保存,那么这个控制器就是可以编程的,这就是PLC。梯形图是一种软件,是PLC图形化的程序。

从继电器到PLC:逻辑控制的演化

图1-1所示的继电器无论在过去还是现在一直都被大量使用着,但是作为控制系统的核心,继电器已经很少使用,而是被PLC所替代,这是因为PLC从一开始就融合了继电器控制电路。

继电器的原理非常简单,以电磁式继电器为例,它一般由铁心、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁心,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)闭合,常用触点断开。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置,使原来闭合的动触点与静触点闭合。这样闭合、断开,从而达到了使电路接通、断开的目的,PLC与继电器如图1-2所示。

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图1-1 继电器

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图1-2 PLC与继电器

梯形图是实现顺序控制逻辑的专用设计工具,用它来描述的控制逻辑非常直观易懂。梯形图的控制逻辑如图1-3所示,线圈A、B和线圈C中常开、常闭触点与线圈的逻辑关系可以很方便地用梯形图逻辑来表示,输入A非与输入B相与,其结果就是输出C。由此看来,梯形图工具使得输入和输出的逻辑关系更加简便、开发效率高、对电路设计者的要求很低。

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图1-3 梯形图的控制逻辑

梯形图以两根平行的竖线分别表示电源线和地线,在这两根竖线之间,用横线表示电气连接线,将各种代表逻辑量(“ON”或“OFF”)的元件触点及输出执行元件的线圈用横线串接成一条电气回路。多条这样的回路并列在一起,形状如同阶梯,就构成了实现所需顺序控制逻辑的梯形图。

一个典型的顺序控制电路梯形图如图1-4所示。在梯形图回路中,当所有串联的触点全部都处于“ON”状态时,回路就处于导通状态,回路末端的输出执行元件线圈被接通。例如,当A为“OFF”,B为“ON”时,执行元件C就被接通,产生输出动作。

从图1-4中可以看出,在这个控制电路中,输入和输出是被隔离的,它们之间的关系就是靠梯形图来建立的。假如这个梯形图不是固定的,是可以随意进行修改的,并通过存储器来保存,那么这个控制器就是可以编程的,这就是PLC。

在PLC的梯形图中,一般都规定执行元件不能多个串联,而其触点所代表的逻辑量则可以在梯形图中被多次反复引用,当然电路的各输入/输出(I/O)信号也可以在梯形图中被多次反复引用。梯形图是一种软件,是PLC图形化的程序。在继电器电路中,各个继电器可以并行工作,而PLC则是串行工作的,即PLC的中央处理单元(CPU)在同一时间只能处理一种指令。

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图1-4 典型的顺序控制电路梯形图

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